JPH0927508A - Wire bonder - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明の属する分野は超音波
ボンディング技術に関するものであり、特に、半導体に
ワイヤーを接合させる技術分野に属するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ultrasonic bonding technique, and more particularly to a technique for bonding a wire to a semiconductor.
【０００２】[0002]
【従来の技術】導線を半導体から、ある電極および他の
場所に延ばすために該ワイヤーを接合することが知られ
ている。BACKGROUND OF THE INVENTION It is known to join wires to extend conductors from a semiconductor to one electrode and another.
【０００３】半導体向けのウェッジボンディングは、ワ
イヤーを半導体に接合する実用的かつ合理的方法とし
て、当該技術分野では知られている。該ボンディングに
は、しばしばアルミニウムからなるワイヤーを使用した
機械および方法を用いる。アルミニウム製のワイヤー
は、ボンディングにより１点から他の点へと接続され
る。多くの場合、該ワイヤーの直径は０．００１インチ
（０．０２５４ｍｍ）から０．０２５インチ（０．６３
５ｍｍ）までの範囲である。Wedge bonding for semiconductors is known in the art as a practical and rational method for joining wires to semiconductors. For the bonding, a machine and a method using a wire often made of aluminum are used. Aluminum wires are connected from one point to another by bonding. In many cases, the wire diameter ranges from 0.001 inch (0.0254 mm) to 0.025 inch (0.63 mm).
The range is up to 5 mm.
【０００４】ボンディングを開始するため、ワイヤー
は、ボンディングツールを用いて半導体チップ又は集積
回路に押しつけられる。該ツールの先端は、ワイヤーボ
ンドが施される半導体チップの表面に一般的に平行な動
作表面で、超音波振動を用いて振動させられる。該超音
波振動は数十ｍｓｅｃ周期である。To initiate bonding, the wire is pressed onto the semiconductor chip or integrated circuit using a bonding tool. The tip of the tool is vibrated using ultrasonic vibration with the working surface generally parallel to the surface of the semiconductor chip to which the wire bonds are to be made. The ultrasonic vibration has a cycle of several tens of msec.
【０００５】ワイヤーが接合されるチップ表面に対し
て、垂直なボンディングツールの静的荷重と、該表面に
平行なツール先端での振動との組み合わせにより、該ワ
イヤーは塑性変形する。該ワイヤーが塑性変形するた
め、同時に、チップ表面を構成する金属原子と混合し冷
間溶接をもたらす。The wire is plastically deformed by the combination of the static load of the bonding tool perpendicular to the chip surface to which the wire is bonded and the vibration at the tool tip parallel to the surface. At the same time, since the wire is plastically deformed, it mixes with the metal atoms forming the tip surface, resulting in cold welding.
【０００６】ワイヤーボンドに関する最も困難な問題の
一つは、ワイヤーの操作とクランプ及び接合後のワイヤ
ーの切断である。これらの機能を実行するために、現在
および過去において最も優れたワイヤーウェッジボンデ
ィングは、ワイヤーを供給し、切断し、かつもしくは又
はワイヤークランプを開閉する、ソレノイドやボイスコ
イルの様な通常のアクチュエータを使用してきた。One of the most difficult problems with wire bonds is the manipulation and clamping of the wire and the cutting of the wire after joining. To perform these functions, the best wire wedge bonding presently and in the past uses conventional actuators such as solenoids and voice coils to feed, cut and / or open and close wire clamps. I've been
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ソレノ
イドやボイスコイルで操縦される前記通常のアクチュエ
ータは寿命や電子機械的機能に付随した問題を有する。
ソレノイドについて認識できるように、ソレノイドの動
作部分は摩擦や、お互いの干渉、摩耗を引き起こす。ま
た、ソレノイドは他のデバイスほどなめらかに動作しな
い。However, the conventional actuators operated by solenoids and voice coils have problems associated with life and electromechanical functions.
As one can see about solenoids, the moving parts of the solenoid cause friction, interference with each other, and wear. Also, solenoids do not operate as smoothly as other devices.
【０００８】ソレノイドについてのもう一つの問題は、
コンピュータによってプログラミングできないというこ
とである。本発明はこれらの欠点を解決するものであ
る。Another problem with solenoids is that
It means that it cannot be programmed by a computer. The present invention solves these drawbacks.
【０００９】[0009]
【発明の概要】本発明は、ワイヤーの作動機構の駆動と
制御、及び（または）ワイヤーを保持するワイヤークラ
ンプの開閉に関して、ワイヤーボンド技術を実質的にコ
ンピュータ化可能にした。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has made wirebond technology substantially computerizable with respect to driving and controlling the actuation mechanism of a wire and / or opening and closing a wire clamp that holds the wire.
【００１０】本発明のボンディングヘッドは物理的調整
を必要としない。該ヘッドは根本的にソフトウェアで起
動し制御される。本発明は制御と入力の両者に関して、
より特徴的である。The bonding head of the present invention does not require physical adjustment. The head is fundamentally activated and controlled by software. The present invention relates to both control and input,
It is more characteristic.
【００１１】前記制御を実施するために、メニューや一
連のコマンドがキーボードまたはその他の入力手段によ
って発生される。該コマンド等は調整だけではなくボン
ディングヘッドの制御も提供する。全ての調整は、制御
手段及び機械的作動手段への入力が実質的に高められる
方法で行われる。本発明に係る機械的作動又は起動の機
能はステッピングモータに基づく。ステッピングモータ
の制御はボンディングヘッド上に内蔵されたコンピュー
タを用いてなされる。To implement the control, a menu or series of commands is generated by a keyboard or other input means. The commands and the like provide not only adjustment but also control of the bonding head. All adjustments are made in such a way that the inputs to the control means and the mechanical actuation means are substantially increased. The mechanical actuation or activation function according to the invention is based on a stepper motor. The stepping motor is controlled by using a computer built in the bonding head.
【００１２】本発明に係るボンディングヘッドでは、２
つの小さなステッピングモータがワイヤークランプを動
作させるために使われている。１つは図４に示すように
クランプを開閉する。他の１つは、該クランプを前後に
動かして初めの接合のためにワイヤーを供給し、図３に
示すように２回目の接合の後ワイヤーの切断がなされ
る。ステッピングモータは両方ともなめらかな動作のた
めにカムを使用している。ボンディングヘッド内の小さ
なステッピングモータは、コンピュータ制御され、マニ
ュアルでの調整を必要としない。ワイヤークランプの開
始はコントロールパネルを使用してオペレータにより教
えられる。In the bonding head according to the present invention, 2
Two small stepper motors are used to operate the wire clamp. One opens and closes the clamp as shown in FIG. The other moves the clamp back and forth to feed the wire for the first bond, and the wire is cut after the second bond as shown in FIG. Both stepper motors use cams for smooth motion. The small stepper motor in the bonding head is computer controlled and does not require manual adjustment. The initiation of wire clamps is taught by the operator using the control panel.
【００１３】ワイヤーの供給とワイヤーの切断又は分離
は、各々プログラミング可能である。オペレータはま
た、ワイヤーパラメータスクリーン中の数字を単に変え
るだけで、初めの接合のテールレングスを増減可能であ
る。同様のことが切断又は分離距離を与える場合にも言
える。各モータは原点位置及び方向を確認するために貢
献するセンサを有する。該センサは図７に示すように両
方ともローカルなマイクロコントローラにより制御され
ている。該マイクロコントローラは、図６に示すよう
に、マイクロコントローラチップに供されたマイクロシ
リアル周辺インタフェース（ＳＰＩ）を通して、ボンダ
ー中のメインＣＰＵと通信する。The supply of wire and the cutting or separating of the wire are each programmable. The operator can also increase or decrease the tail length of the initial splice by simply changing the numbers in the wire parameter screen. The same applies to the case of providing the cutting or separating distance. Each motor has a sensor that contributes to ascertain the origin position and orientation. The sensors are both controlled by a local microcontroller as shown in FIG. The microcontroller communicates with the main CPU in the bonder through a Micro Serial Peripheral Interface (SPI) provided on the microcontroller chip, as shown in FIG.
【００１４】本発明は図３や図４に示す正確なワイヤー
制御メカニズムを有する２ミルのワイヤーボンダーのよ
うな優れたワイヤーボンダーを備える。該ボンディング
ヘッドは、テイルレングスを制御するための調整ネジや
その他の扱いにくい方法を使用しない。調整はコンピュ
ータ制御され、動作はステッピングモータの位置決めと
装着及びワークに近接したボンディングヘッドにより改
善される。The present invention comprises a superior wire bonder such as the 2 mil wire bonder with the precise wire control mechanism shown in FIGS. The bonding head does not use adjusting screws or other awkward methods to control tail length. The adjustment is computer controlled and operation is improved by positioning and mounting the stepper motor and the bonding head in close proximity to the workpiece.
【００１５】特に、本発明に係るボンディングヘッド
は、機械的基礎となる筒状部材の運動に追随する手段を
有する。該筒状部材は種々の方向に動くので、大きな基
礎上で該ヘッドを制御する必要がある。該ヘッドはワイ
ヤークランプアセンブリを動作させる１番目のステッピ
ングモータを組み込んでいる。該ステッピングモータは
カムと近隣する関係にあるカムフォロアを有する該カム
を制御する。該カムが動作すると該カムは前記ワイヤー
クランプアセンブリの開閉を制御する。該運動は、ボン
ディングヘッド上にありホストコンピュータにより制御
されるコンピュータを通じて制御され、起動される。In particular, the bonding head according to the present invention has means for following the movement of the cylindrical member that serves as the mechanical basis. Since the tubular member moves in various directions, it is necessary to control the head on a large foundation. The head incorporates a first stepper motor that operates a wire clamp assembly. The stepper motor controls the cam with a cam follower in close proximity to the cam. When the cam operates, it controls the opening and closing of the wire clamp assembly. The movement is controlled and activated through a computer on the bonding head and controlled by the host computer.
【００１６】ワイヤーの供給及び切断は、ワイヤーを動
かし、ワークに対して該ワイヤーを動かすのと同様に該
ワイヤーを供給する２番目のステッピングモータによっ
て制御される。このことは、供給動作及び切断動作で該
ワイヤーを動かすように、コンピュータ制御され正しく
回転する２番目のステッピングモータに基づくものであ
る。前記の個々の位置は後の図でわかりやすく示してい
る。特に、ワイヤーの方向に関しては図８から図１６に
示している。The feeding and cutting of the wire is controlled by a second stepping motor which moves the wire and feeds it in the same way as it moves the wire with respect to the workpiece. This is based on a second stepper motor that is computer controlled and rotates correctly to move the wire in the feeding and cutting operations. The individual positions mentioned above are shown clearly in later figures. In particular, the wire direction is shown in FIGS.
【００１７】入出力及び制御装置は、コンピュータ中に
あるボンディングヘッドの特定機能を記憶し、さらにオ
ペレータの入力に基づく個々のコマンドによってボンデ
ィングヘッドを動かせる能力を有するオペレータによっ
て提供され得る。このようにワイヤークランプ、ワイヤ
ーの供給、ワイヤーの切断は、他の機能と同様にコンピ
ュータ制御され、ソレノイドや他の線形駆動の電気機械
システムのような種々の電気機械要素は必要なく、ステ
ッピングモータで駆動される。The input / output and control unit may be provided by an operator that stores the particular functions of the bonding head present in the computer and has the ability to move the bonding head by individual commands based on operator input. Thus the wire clamp, wire feed, wire cut are computer controlled as well as other functions, no need for various electromechanical elements like solenoids or other linear drive electromechanical systems, and stepper motors. Driven.
【００１８】[0018]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態につき添
付図面を参照しつつ説明する。図１及び図２は、円筒状
又は回転型の支持筒１０にボンディングヘッドが装着さ
れた形態の本発明に係る装置の側面図及び正面図を示
す。支持筒又はシリンダ１０の全体が、直線運動及び回
転が可能な複合型の支持システムによって支持されてい
るが、該支持システムは内部支持構造により隠されてい
るため、図１及び図２には示されていない。該支持シス
テムはＸ−Ｙ２軸のプラットホーム又は構造に装着され
ている。したがって、ヘッドはＸ、Ｙ、Ｚ３軸方向及び
θ軸回り（回転方向）に動作可能となっている。全ての
動作はコンピュータ制御され、プログラム可能である。
なお、ヘッド、特に筒１０の動作に関しては、米国特許
第４９７６３９２号の明細書に記載された制御と動作の
技術を用いることができる。回転型支持筒１０には、ブ
ロック、クランプ、又は支持部材１１が装着されてい
る。ブロック１１は、割れ目１００、１０２を有するの
で、筒１０の回りにどの部分からでも締め付けることが
でき、筒１０に固定される。部材１１は支持筒１０の周
囲に固定されるように、ネジにより締め付けられる。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. 1 and 2 show a side view and a front view of an apparatus according to the present invention in which a bonding head is mounted on a cylindrical or rotary support cylinder 10. The entire support tube or cylinder 10 is supported by a combined support system capable of linear movement and rotation, which support system is hidden by an internal support structure and is therefore shown in FIGS. It has not been. The support system is mounted on an XY biaxial platform or structure. Therefore, the head can move about the X, Y, and Z axis directions and around the θ axis (rotation direction). All operations are computer controlled and programmable.
Regarding the operation of the head, especially the cylinder 10, the control and operation techniques described in the specification of US Pat. No. 4,976,392 can be used. A block, a clamp, or a support member 11 is attached to the rotary support cylinder 10. Since the block 11 has the splits 100 and 102, it can be tightened from any portion around the tube 10 and is fixed to the tube 10. The member 11 is tightened with a screw so as to be fixed around the support cylinder 10.
【００１９】クランプ、支持部材、又はブロック１１の
後部には、上下方向に延びるブラケット又は支柱１３が
装着されている。図５に詳細に示すように該ブラケット
又は支柱１３は、Ｈ型リンク３０を支持し、該リンクは
トランスデューサ支持ブロック３１を支持している。Ｈ
型リンク３０はボンディングツールを正しく配置するた
めのリンク機構の一部である。Ｈ型リンクはＨ字の４隅
に４つの軸支部を有するため、Ｈ型リンクの上下部で回
転運動を案内することが可能である。A bracket or column 13 extending in the vertical direction is mounted on the rear portion of the clamp, support member or block 11. As shown in detail in FIG. 5, the bracket or post 13 supports an H-shaped link 30, which supports a transducer support block 31. H
The mold link 30 is part of a link mechanism for correctly positioning the bonding tool. Since the H-shaped link has four pivotal support portions at the four corners of the H-shape, it is possible to guide the rotational movement at the upper and lower portions of the H-shaped link.
【００２０】フロントリンク１５を支持するフロントブ
ラケット１４は、クランプ支持部材１１の一部に装着さ
れ、吊るされている。ブラケット１４は、支持部材１１
にボルト止めされ、後述するように、トランスデューサ
に接続されたリンク機構を支えるための、一体的な細長
部材を形成している。フロントリンク１５はトランスデ
ューサ支持ブロック３１を支持している。Ｈ型リンク３
０及びフロントリンク１５は協働して実質上の回動中心
を形成しているため、トランスデューサ支持ブロック３
１が作業位置探索高さから接合作業をすべきワークまで
回動しながら降下する際に、ボンディングツール２０の
先端がほぼ鉛直方向に移動することが可能となる。実質
上の回動中心は、Ｈ型リンク３０、フロントリンク１
５、及びトランスデューサ支持ブロック３１を互いに結
合する、軸１０８、１１０及び軸１１４、１１６からの
延長部分として形成される。軸支部１０８及び１１０に
より、Ｈ型リンク３０は軸１０８を中心とした弧を描い
て前後に動くことが可能である。Ｈ型リンク３０は軸１
０８の回りを前後に動くため、軸１１４、１１６で支持
されながらトランスデューサ支持部材又は保持ブロック
３１は揺動することになる。The front bracket 14 that supports the front link 15 is attached to a part of the clamp support member 11 and is hung. The bracket 14 is a support member 11
It is bolted to and forms an integral elongate member for supporting a link mechanism connected to the transducer, as described below. The front link 15 supports the transducer support block 31. H-type link 3
0 and the front link 15 cooperate to form a substantial center of rotation, so that the transducer support block 3
When 1 descends while rotating from the work position search height to the work to be joined, the tip of the bonding tool 20 can move in a substantially vertical direction. The substantial center of rotation is the H-shaped link 30, the front link 1.
5 and the transducer support block 31 are formed as extensions of the shafts 108, 110 and the shafts 114, 116 that couple them together. The shaft supporting portions 108 and 110 allow the H-shaped link 30 to move back and forth in an arc around the shaft 108. H-type link 30 is axis 1
Since it moves back and forth around 08, the transducer support member or holding block 31 swings while being supported by the shafts 114 and 116.
【００２１】要するに、実質上の回動中心は、軸１１
４、及び１１６を通る線と軸１０８及び１１０を通る線
との交点として定義される点である。実質上の回動中心
はこのように上記軸から延びた２つの線の延長として定
義される交点として、図５の下方に表すことができる。In short, the substantial center of rotation is the axis 11
A point defined as the intersection of a line passing through 4 and 116 and a line passing through axes 108 and 110. The substantial center of rotation can thus be represented at the bottom of FIG. 5 as the point of intersection defined as the extension of the two lines extending from said axis.
【００２２】フロントリンク１５はピボット１１４を軸
として揺動する。ボンディングツール２０を動かすのに
適した動作が行われるように、この振動により、トラン
スデューサ支持部材３１は実質上の回動中心に基づいて
揺動する。理論的には、軸支部１０８及び１１０を通る
線が、軸支部１１４及び１１６を通る線と交差する際
に、ボンディングツール先端の回動中心と近い点で該両
線は交差する。このため、トランスデューサ支持ブロッ
ク３１は、実質上の回動中心が中心となるように弧を通
って揺動する。The front link 15 swings around the pivot 114 as an axis. This vibration causes the transducer support member 31 to oscillate based on a substantial center of rotation so that an operation suitable for moving the bonding tool 20 is performed. Theoretically, when the line passing through the shaft supporting portions 108 and 110 intersects the line passing through the shaft supporting portions 114 and 116, the two lines intersect at a point near the rotation center of the tip of the bonding tool. Therefore, the transducer support block 31 swings through the arc so that the substantial center of rotation is the center.
【００２３】軸１０８、１１０、１１４、及び１１６
は、これらを軸として回転するのに適した種々の形式で
ある軸受面等の支持部とすることができる。Ｈ型リンク
又はブロック３０に関する構造については、図２の正面
図でより詳細に示されている。図２には、軸受面及び軸
１１０でトランスデューサ支持ブロック３１を支持して
いるＨ型ブロックの輪郭及びその近傍を示している。Shafts 108, 110, 114, and 116
Can be a support such as a bearing surface, which is of various types suitable for rotating about these. The structure for the H-link or block 30 is shown in more detail in the front view of FIG. FIG. 2 shows the outline of the H-shaped block supporting the transducer support block 31 by the bearing surface and the shaft 110 and the vicinity thereof.
【００２４】図１に示す取付ブロック又はカバー１２４
が軸１１０と、後述するトランスデューサの詳細を覆っ
ている。取付カバー１２４はネジ、ボルトまたは他の手
段で固定されている。これらの固定手段は、後述する図
４で詳細に記述されているように動きを制御するステッ
ピングモータを支持して、覆う取付ブロック又はカバー
１２４を固定するのに役立つ。The mounting block or cover 124 shown in FIG.
Covers the shaft 110 and the transducer details described below. The mounting cover 124 is fixed with screws, bolts or other means. These fastening means serve to secure the mounting block or cover 124 which supports and covers the movement controlling stepper motor as described in detail in FIG. 4 below.
【００２５】トランスデューサ３２は、トランスデュー
サ支持ブロック３１に装着されている。該トランスデュ
ーサ３２は、加振又は超音波ボンディングのエネルギー
の提供のために、電流源と接続される。該加振は、図１
に示されたＹ軸方向になされる。この加振は、ホーン３
３として概略的に示されている超音波ホーンを通って波
を伝搬させる。該超音波ホーン３３は、技術的によく知
られており、米国特許第４９７６３９２号明細書に記載
の、超音波ボンディングのために使用されている３つの
構成部分を備えている。ツール２０は止めネジ３９によ
りホーン３３に装着されている。The transducer 32 is mounted on the transducer support block 31. The transducer 32 is connected to a current source to provide energy for excitation or ultrasonic bonding. The vibration is shown in FIG.
In the Y-axis direction shown in FIG. This vibration is applied to the horn 3
The wave is propagated through an ultrasonic horn, shown schematically as 3. The ultrasonic horn 33 is well known in the art and comprises the three components used for ultrasonic bonding described in US Pat. No. 4,976,392. The tool 20 is attached to the horn 33 with a set screw 39.
【００２６】ボンディングエネルギーを提供する超音波
振動は、パルスを提供するべきトランスデューサに伝え
られた電気エネルギーと、そこに装着されたホーン３３
の超音波的な駆動によって形成される。該超音波はトラ
ンスデューサ支持ブロック３１内にある節（node）に到
達するようにＹ軸方向に伝搬する。該支持ブロック３１
の中で超音波が伝搬し節に到達するように、該支持ブロ
ック３１は基本的に節支点（nodal support）を形成す
る。ホーン３３から下への超音波の伝搬は、ワイヤーが
超音波的に接合されるのとほぼ平行な面に沿って、ツー
ルの先端が動くように、ボンディングツール２０を振動
させる。The ultrasonic vibrations that provide the bonding energy are the electrical energy transmitted to the transducer that is to provide the pulse, and the horn 33 attached thereto.
Is formed by ultrasonic driving. The ultrasonic wave propagates in the Y-axis direction so as to reach a node inside the transducer support block 31. The support block 31
The support block 31 basically forms a nodal support so that ultrasonic waves can propagate and reach the node. The propagation of ultrasonic waves down the horn 33 vibrates the bonding tool 20 such that the tip of the tool moves along a plane substantially parallel to the ultrasonically bonded wires.
【００２７】トランスデューサ支持ブロック３１は、バ
ネ３４によって、調整可能な停止部４４に対して上方に
バネ付勢されている。該バネ３４によって、１００ｇの
上方への力が加えられている。バネに張力をかけるため
に調整ネジが用いられている。The transducer support block 31 is spring biased upward by a spring 34 against an adjustable stop 44. The spring 34 applies an upward force of 100 g. Adjustment screws are used to tension the springs.
【００２８】１対の磁性コイル４２及び４３により生じ
る磁場内に置かれた、１対の磁石７１および７２を保持
した１片の金属又はプラスチック製のマグネットホルダ
ー３５が、トランスデューサブロック３１に装着されて
いる。力の方向は、コイル４２及び４３中の電流の方向
に依存している。A piece of metal or plastic magnet holder 35 holding a pair of magnets 71 and 72 placed in a magnetic field generated by a pair of magnetic coils 42 and 43 is mounted on the transducer block 31. There is. The direction of the force depends on the direction of the current in the coils 42 and 43.
【００２９】コイル４２、４３及びマグネットホルダー
３５は協働して双方向のリニアモータ３７を形成する。
リニアモータ３７は、トランスデューサ支持ブロック３
１を双方向に動かすだけではなく、ツール２０の下で接
合されるべきワイヤー２４に付加する力を制御すること
が可能である。超音波エネルギーが適用されている様子
を図８から図１６に示す。リニアモータ３７に適用する
電流はホストコンピュータによりコンピュータ制御さ
れ、プログラム可能である。レンジは、±２５０ｇであ
り、ツール２０によりワイヤー２４に最大１５０ｇの力
（正味荷重、netforce）を付加することが可能である。
付加する力を変える分解能は、ホストコンピュータの入
力及び関係するプログラムに関して入力１ビットあたり
１ｇである。The coils 42, 43 and the magnet holder 35 cooperate to form a bidirectional linear motor 37.
The linear motor 37 includes the transducer support block 3
It is possible to control not only the bidirectional movement of 1 but also the force exerted on the wire 24 to be joined under the tool 20. The application of ultrasonic energy is shown in FIGS. The current applied to the linear motor 37 is computer controlled and programmable by the host computer. The range is ± 250 g, and it is possible to apply a force (net load, net force) of up to 150 g to the wire 24 by the tool 20.
The resolution to change the applied force is 1 g per bit input for the host computer input and related programs.
【００３０】マグネットホルダー３５はまた、図５に示
すリニア差動変圧器（ＬＶＤＴ）からなるポジションセ
ンサ３６であるコアとつながっている。該ＬＶＤＴは該
コアの構成要素であり、コアはコイルの内外方に動くこ
とによりインダクタンスを変化させる。該インダクタン
スは、動作を制御するための、デジタル化されるべきア
ナログ値である。該差動変圧器（ＬＶＤＴ）３６からの
信号は条件設定されており、デジタル化されている。数
字は、機械的基礎であると考えられる停止部に対するボ
ンドツール２０の位置を示す。この情報は、ワーク表面
を検知するのに、また、フィードバックしてトランスデ
ューサブロック３１の動きを制御するのに利用される。
これは、ツール２０が集積回路又は半導体回路のあるワ
ーク表面２５にスムーズに降下するために重要である。The magnet holder 35 is also connected to a core, which is a position sensor 36 composed of a linear differential transformer (LVDT) shown in FIG. The LVDT is a component of the core, which moves in and out of the coil to change the inductance. The inductance is an analog value to be digitized to control operation. The signal from the differential transformer (LVDT) 36 is conditioned and digitized. The numbers indicate the position of the bond tool 20 with respect to the stop, which is considered the mechanical basis. This information is used to detect the work surface and to feed back to control the movement of the transducer block 31.
This is important for the tool 20 to drop smoothly onto the work surface 25 with integrated or semiconductor circuits.
【００３１】ブラケット４０は、図５に示されたＬＶＤ
Ｔ用コイル４１、及びコイル４２、４３を保持するのに
役立つブロック１１に装着されている。さらに２つの機
械的停止部がトランスデューサブロック３１の上下動作
を制限するために提供されている。図２に示す下方停止
部４５はブラケット４０上に取付られており、調整可能
である。上方停止部４４は図５に示すようにマグネット
ホルダー３５に取付られており、これもまた調整可能で
ある。The bracket 40 is the LVD shown in FIG.
It is mounted on the block 11 which serves to hold the T coil 41 and the coils 42, 43. Two more mechanical stops are provided to limit the up and down movement of the transducer block 31. The lower stop 45 shown in FIG. 2 is mounted on the bracket 40 and is adjustable. The upper stop 44 is attached to the magnet holder 35, as shown in FIG. 5, which is also adjustable.
【００３２】図４に示すように、シャフト５１の回りを
回転するドッグレッグ（dog leg）型のクランプアーム
５０が、図１に示すようにトランスデューサブロック３
１に装着されている。該クランプアーム５０は、クラン
プ２１を形成する一対のバネ付勢されたクランプつめか
らなるワイヤークランプアセンブリを保持している。ク
ランプつめ２１は、第１の接合がなされる前にワイヤー
を供給するために、接合されるべきワイヤー２４を前方
に動かし、又は第２の接合がなされた後にワイヤーを切
断するために後方に動かす。該ワイヤー２４は、接合さ
れるべきワイヤーコイルに接続している供給筒２３を通
って供給される。以上の動作は図８から図１６にさらに
明示されている。As shown in FIG. 4, a dog leg type clamp arm 50 which rotates around a shaft 51 is provided with a transducer block 3 as shown in FIG.
1 is attached. The clamp arm 50 holds a wire clamp assembly consisting of a pair of spring-biased clamp pawls forming a clamp 21. The clamp pawl 21 moves the wire 24 to be spliced forward to feed the wire before the first splice is made, or backwards to cut the wire after the second splice is made. . The wire 24 is fed through a feed tube 23 connected to the wire coil to be joined. The above operation is further clarified in FIGS. 8 to 16.
【００３３】クランプアーム５０は、小さなステッピン
グモータ５３上に搭載された回転型送りカム５４に対し
てバネ付勢されている。該ステッピングモータ５３は、
ネジ１３４及び１３６によってブロック１３に装着され
たブラケット上に取付られている。一対のセンサ５５と
１６４は送りカム５４の原点位置を確認し、該送りカム
がワイヤーの供給又はワイヤーの切断のいずれを行う方
向にあるかに関し、該送りカムの方向を確認する。図３
に、２つのアーム２６及び２７を備えたクランプ２１を
示す。回動部２８は、アーム２６及び２７により形成さ
れるつめ２１が開閉するように、アーム２６が接触して
いる支持により形成されている。The clamp arm 50 is spring biased against a rotary feed cam 54 mounted on a small stepping motor 53. The stepping motor 53 is
It is mounted on a bracket mounted on the block 13 by screws 134 and 136. A pair of sensors 55 and 164 confirm the origin position of the feed cam 54 and confirm the direction of the feed cam with respect to whether the feed cam is in the direction of wire feeding or wire cutting. FIG.
Shows a clamp 21 with two arms 26 and 27. The rotating portion 28 is formed by the support with which the arm 26 is in contact so that the pawl 21 formed by the arms 26 and 27 can be opened and closed.
【００３４】ステッピングモータ５３は、送りカム５４
が装着されているシャフト１６０を有する。該送りカム
５４は光学式センサ５５及び１６４を開閉するために、
シャッター１６２をも有する。２つの光学式センサ５５
と１６４の各々は、つめ２１を持つワイヤークランプア
センブリ１６６を通じたワイヤーの供給及びワイヤーの
切断に関する方向を検知する。該光学式センサ５５と１
６４は保持位置を検知し、内蔵コンピュータにフィード
バックする。該内蔵コンピュータはマイクロプロセッシ
ングユニット（ＭＰＵ）を備え、供給方向及び切断方向
を確認する。The stepping motor 53 has a feed cam 54.
Has a shaft 160 to which is mounted. The feed cam 54 opens and closes the optical sensors 55 and 164,
It also has a shutter 162. Two optical sensors 55
And 164 sense orientations for feeding and cutting the wire through the wire clamp assembly 166 having the pawl 21. The optical sensors 55 and 1
64 detects the holding position and feeds it back to the built-in computer. The built-in computer has a micro processing unit (MPU) and confirms the feeding direction and the cutting direction.
【００３５】シャッター１６２は、一対の切り欠き端部
１６８及び１７０で区切られた切り欠きを有する。該切
り欠き端部１６８及び１７０は、シャッター１６２を位
置決めするために、前記センサ１６４及び５５からの光
の透過及び遮蔽を該シャッター１６２及びその切り欠き
によって行い得る位置に設けられている。ステッピング
モータのシャフト１６０上に取付られたカム５４は、カ
ム面を回転可能なカムフォロア１７８に接触させてい
る。該カムフォロア１７８はブラケット１８０に装着さ
れ、該ブラケットはドッグレッグ型クランプアーム５０
に装着されている。端部の軸支部５１の回りに回転可能
なドッグレッグ型クランプアーム５０は、前記カム５４
のカム表面にカムフォロア１７８を押し付けるために、
他端側においてブラケット１８６に接続されたバネ１８
４によって付勢されている。ピン１９０がストッパを形
成するためにカム表面に装着され、カムが異常な位置ま
で押されてステッピングモータ及びシャッター１６２に
対してはずれたり、方向がずれたりしないようにされて
いる。The shutter 162 has a notch divided by a pair of notch ends 168 and 170. The notched ends 168 and 170 are provided at positions where the shutter 162 and the notches can transmit and block light from the sensors 164 and 55 in order to position the shutter 162. A cam 54 mounted on the shaft 160 of the stepping motor has its cam surface in contact with a rotatable cam follower 178. The cam follower 178 is mounted on a bracket 180, which is a dogleg type clamp arm 50.
It is attached to. The dog leg type clamp arm 50 rotatable around the end shaft support portion 51 is provided with the cam 54.
To press the cam follower 178 against the cam surface of the
Spring 18 connected to bracket 186 at the other end
Energized by 4. The pin 190 is mounted on the surface of the cam to form a stopper so that the cam is not pushed to an abnormal position so that the pin 190 does not deviate from the stepping motor and the shutter 162, nor does it deviate in direction.
【００３６】このように、つめ２１はステッピングモー
タ５３により駆動され上下に動く。これによってつめ２
１は図４に示すように上下に動く。矢印方向の動作は、
ワイヤーを供給し、切断する動きを示している。Thus, the pawl 21 is driven by the stepping motor 53 and moves up and down. By this, claw 2
1 moves up and down as shown in FIG. The movement in the arrow direction is
It shows the movement of feeding and cutting the wire.
【００３７】２つのアルミニウム製のアーム２６、２７
を備え、バネ付勢されたつめ２１は、ケーブルによって
支軸回りに駆動されて回動する。つまり、該アーム２６
は回転軸（flexーpivot）又は支持２８の回りを回転し、
該アームを引っ張っているケーブル６１によって、アー
ム６０に装着されている。Two aluminum arms 26, 27
The spring-loaded pawl 21 is driven by a cable around a support shaft to rotate. That is, the arm 26
Rotates about a flex pivot or support 28,
It is attached to the arm 60 by a cable 61 pulling the arm.
【００３８】前記アーム６０は、ステッピングモータ６
３のシャフトに取り付けられたクランプ開くためのカム
６２に対してバネ付勢されている。該ステッピングモー
タ６３は、ブロック１１に支持されたブラケット６４上
に取付られている。光学式センサの形態である原点位置
センサ６５は、１回転毎に原点位置を確認する。前記ス
テッピングモータ６３はコンピュータ制御され、クラン
プつめ２１を必要に応じて開くことがコンピュータを通
じてプログラム可能である。前記センサ６５はブラケッ
ト２１０の上にネジにより取付られている。The arm 60 is a stepping motor 6
3 is spring biased against a cam 62 for opening the clamp attached to the shaft of No. 3. The stepping motor 63 is mounted on a bracket 64 supported by the block 11. The origin position sensor 65, which is a form of an optical sensor, confirms the origin position for each rotation. The stepping motor 63 is computer-controlled, and the opening of the clamp pawl 21 can be programmed through a computer as needed. The sensor 65 is mounted on the bracket 210 with screws.
【００３９】原点センサによって確定される原点位置
は、シャッター２００の作用によって決められる。該シ
ャッター２００はステッピングモータ６３のシャフト２
０２に装着されている。したがって、該シャッター２０
０は回転可能であり、シャッター２００の一部である２
つの切り欠き端部２０４及び２０６の位置でセンサへの
入力を行うことが可能である。要するに、ステッピング
モータで回転するシャッター２００とホスト又は内蔵コ
ンピュータへ入力される順序付けされた機能とによっ
て、ステッピングモータの動作は制御可能である。この
順序付けされた機能については後述する。The origin position determined by the origin sensor is determined by the action of the shutter 200. The shutter 200 is the shaft 2 of the stepping motor 63.
It is attached to 02. Therefore, the shutter 20
0 is rotatable and is part of shutter 200 2
It is possible to make an input to the sensor at the position of the one notched end 204 and 206. In short, the operation of the stepping motor can be controlled by the shutter 200 rotated by the stepping motor and the ordered function input to the host or the built-in computer. This ordered function will be described later.
【００４０】カム６２に対してバネで付勢された位置に
アーム６０を維持するために、支点２２８の回りを回転
するアーム６０に作用するバネ２１２が備えられてい
る。該バネ２１２により、アーム６０はカムフォロア２
２４によりカム６２に接する。該カムフォロア２２４
は、カムに接し、支点２２８の回りにアーム６０を旋回
させる当接部２２６に接続されている。該支点２２８は
もちろん、図示したように矢印の方向に前後するアーム
６０の回動を可能としている。これは、回動による開閉
動作でつめ２１を開くようにケーブル６１を引っ張る動
作を伴う。これによりクランプアームブラケット５０に
接続されたつめ２１の開閉が行われ、後述する図８から
図１６に示すように、ワイヤーの保持及び操作がなされ
る。A spring 212 is provided which acts on the arm 60 rotating about a fulcrum 228 to maintain the arm 60 in a spring biased position relative to the cam 62. The spring 212 causes the arm 60 to move to the cam follower 2
24 contacts the cam 62. The cam follower 224
Is connected to a contact portion 226 that contacts the cam and causes the arm 60 to pivot about a fulcrum 228. The fulcrum 228, of course, allows the arm 60 to rotate back and forth in the direction of the arrow as shown. This involves the operation of pulling the cable 61 so as to open the pawl 21 by the opening / closing operation by the rotation. As a result, the pawl 21 connected to the clamp arm bracket 50 is opened and closed, and the wire is held and operated as shown in FIGS. 8 to 16 described later.
【００４１】ケーブル６１は、ケーブルにつながったボ
ルト２４２及びナット２４０によってアーム６０に取り
付けられている。しかしながら、直接的に駆動するため
に、つめ２１を回動する他の適宜の手段を用いることが
できる。つめ２１は、バネ２４６によって閉じた位置に
保持される。該バネ２４６は、つめ特にアーム２６及び
２７をその先端で閉じた位置に保持するために、バネの
ような他の付勢手段に代えることが可能である。図７に
は、より詳細に、ホストコンピュータがマイクロコント
ローラ又はマイクロプロセッシングユニット（ＭＰＵ）
と接続されている状態を示している。該ＭＰＵはボンデ
ィングヘッドに取付られており、図１に、内部にマイク
ロプロセッサー１２を有するＭＰＵボード３００として
示されている。ボード３００は、前記のように、デジタ
ル化及びステッピングモータ駆動のために、調整回路
と、モータドライバーを含む他の電子回路とを組み込ま
れている。この例では、ＭＰＵ１２はマイクロプロセッ
サ６８ＨＣ７１１Ｄ３とされ、ボード上のモータドライ
バーのさまざまな制御機能や、ワイヤー２４のクランプ
及び、該ワイヤーの供給や切断をおこなう動作を提供す
る。前記ＭＰＵ１２は、前記のようにセンサから信号を
受信する。特に、センサ６５は図７にクランプセンサと
して示されている。該クランプセンサ６５はクランプと
つめ２１の制御のためにＭＰＵに接続されている。The cable 61 is attached to the arm 60 by a bolt 242 and a nut 240 connected to the cable. However, any other suitable means of pivoting the pawl 21 may be used to drive it directly. The pawl 21 is held in the closed position by the spring 246. The spring 246 can be replaced by other biasing means, such as springs, for holding the pawls, and in particular the arms 26 and 27 in their closed position at their tips. In more detail in FIG. 7, the host computer is a microcontroller or a micro processing unit (MPU).
Shows the state of being connected with. The MPU is attached to the bonding head and is shown in FIG. 1 as an MPU board 300 having a microprocessor 12 therein. The board 300 incorporates adjustment circuitry and other electronic circuitry, including a motor driver, for digitization and stepper motor drive, as described above. In this example, the MPU 12 is a microprocessor 68HC711D3, which provides various control functions of the motor driver on the board, clamps the wire 24, and supplies and cuts the wire. The MPU 12 receives a signal from the sensor as described above. In particular, sensor 65 is shown in FIG. 7 as a clamp sensor. The clamp sensor 65 is connected to the MPU for controlling the clamp and the pawl 21.
【００４２】光学式センサである供給センサ１６４と切
断センサ５５は、ワイヤーの切断及び供給の後、モータ
５３の位置を検知する。これは、後述する図８から図１
６までに示されるワイヤー２４の供給と切断の位置決め
及び制御を維持するのに役立つ。The supply sensor 164 and the cutting sensor 55, which are optical sensors, detect the position of the motor 53 after cutting and supplying the wire. This will be described later with reference to FIGS.
Helps maintain positioning and control of the wire 24 feed and cut shown up to 6.
【００４３】モータドライバーは、それぞれボード３０
０上又は他の箇所に取付られ、ワイヤークランプの開放
とワイヤーの供給、切断機能を有する。特に、モータド
ライバー３０６は、ワイヤーを供給し、切断するステッ
ピングモータ５３を駆動するものとして示されている。
モータドライバー３０８は特につめ２１を操作するクラ
ンプ用モータ又はステッピングモータ６３に使用され
る。ＬＶＤＴ又はポジションセンサ３６により、接合位
置又はボンダー２０及びクランプ２１を有するボンディ
ングヘッドの位置は、ホストコンピュータを使用して解
析され決定される。結果として、ＬＶＤＴ３６又はＬＶ
ＤＴ形式の高さ位置センサ３６に対する昇降は、適当な
圧力がボンディングツールに適用されるよう機能する。
これは、軸支部１０８、１１０、１１４及び１１６によ
り形成される実質上の回動中心を通じて機能するもので
あり、該実質上の回動中心は、バネ３４のバネ力に抗す
る力に基づいて適切な位置決め及び圧力を得るため、ト
ランスデューサブロック３１を上下に駆動するのに寄与
するからである。最終的に、ＬＶＤＴを使用したセンサ
３６によってボンドヘッドの位置を確定し、それから該
位置を維持し、そして、ワイヤーボンドの供給及び切断
と、ワイヤー２４のクランプとを各々行うステッピング
モータ５３及び６３の操作に基づいて、後述するような
方法で接合することである。Each motor driver has a board 30.
It has a function of opening the wire clamp and supplying and cutting the wire. In particular, the motor driver 306 is shown as driving the stepping motor 53 that supplies and disconnects the wire.
The motor driver 308 is used especially for a clamping motor or a stepping motor 63 that operates the pawl 21. The bonding position or the position of the bonding head having the bonder 20 and the clamp 21 is analyzed and determined by the LVDT or position sensor 36 using a host computer. As a result, LVDT36 or LV
Raising and lowering with respect to the DT type height position sensor 36 functions so that the appropriate pressure is applied to the bonding tool.
This works through the substantial center of rotation formed by the pivots 108, 110, 114 and 116, which is based on the force that opposes the spring force of the spring 34. This is because it contributes to driving the transducer block 31 up and down in order to obtain proper positioning and pressure. Finally, the position of the bond head is determined by the sensor 36 using the LVDT, and then maintained at that position, and the stepper motors 53 and 63 that supply and cut the wire bond and clamp the wire 24, respectively. It is to join by a method as described later based on the operation.
【００４４】図６に示されているように、ボンディング
ヘッドの位置決めがなされた後、ステッピングモータ５
３及び６３が各々のホストコマンドを受ける。ホストコ
マンドに応じた、ＭＰＵ１２による動作チェックのため
の各々のフィードバック機構を伴って、モータ５３及び
６３の速度制御、供給、切断、クランプが機能すること
が示されている。As shown in FIG. 6, after the bonding head is positioned, the stepping motor 5
3 and 63 receive each host command. It is shown that the speed control, supply, disconnection, and clamping of the motors 53 and 63 function with each feedback mechanism for the operation check by the MPU 12 according to the host command.
【００４５】以下、図８から図１６までに示された動作
について説明する。図８から図１６には、ボンディング
機能と構成に関する一連の動作が示されている。The operation shown in FIGS. 8 to 16 will be described below. 8 to 16 show a series of operations relating to the bonding function and configuration.
【００４６】図８は、原点位置での、ツール２０とクラ
ンプ２１を有するボンダーを示す。ワイヤー２４は、コ
イルから供給筒２３を通して供給されている。FIG. 8 shows the bonder with the tool 20 and the clamp 21 at the origin position. The wire 24 is supplied from the coil through the supply cylinder 23.
【００４７】図９では、ボンディングヘッドが、探索高
さと称する高さへ降下している。ワイヤー２４はワイヤ
ークランプつめ２１により供給される。探索高さはワー
ク２５から一定の高さに設定される。ワーク高さはオペ
レータによる教育モードの間に自動的に教育される。教
育モードでは、ある一つのアプリケーションに対して一
つのファイルが作成される。探索高さは通常ワーク２５
高さから０．０２５インチ（０．６３５ｍｍ）である。In FIG. 9, the bonding head has descended to a height called the search height. The wire 24 is supplied by the wire clamp pawl 21. The search height is set to a constant height from the work 25. The work height is automatically taught during the teaching mode by the operator. In the education mode, one file is created for one application. Search height is normal work 25
It is 0.025 inches (0.635 mm) from the height.
【００４８】図１０では、ボンディング用ツール２０が
ワーク２５に触れるまで、トランスデューサ支持ブロッ
ク３１が降下している。該降下は、コイル４２及び４
３、磁石７１及び７２から成るリニアモータ３７によっ
て発生する。これはコンピュータ制御され、接触圧に関
しビットあたり１ｇの分解能を有する。ワーク２５の表
面は、ＬＶＤＴを備えたモニタリングポジションセンサ
３６によって検知される。ワーク２５の面上に到達する
と、リニアモータ３７は、Ｚ軸方向の下方への力で接合
するのに必要な、プログラミングされた力に出力を急上
昇する。In FIG. 10, the transducer support block 31 is lowered until the bonding tool 20 touches the work 25. The descent is caused by coils 42 and 4
It is generated by the linear motor 37 composed of the magnets 71 and 72. It is computer controlled and has a resolution of 1 g per bit for contact pressure. The surface of the work 25 is detected by a monitoring position sensor 36 having an LVDT. Upon reaching the surface of the workpiece 25, the linear motor 37 suddenly boosts its output to the programmed force required to join with the downward force in the Z-axis direction.
【００４９】図１１は、ワーク２５の表面へ接合した後
の動作を示す。この点でリニアモータ３７は、図５に示
す上方停止部４４に当接させるようにトランスデューサ
支持ブロック３１を上方へと後退させるように持ち上げ
る。FIG. 11 shows the operation after joining to the surface of the work 25. At this point, the linear motor 37 lifts the transducer support block 31 so as to retract upward so as to contact the upper stop portion 44 shown in FIG.
【００５０】図１２では、ボンディングヘッドが、Ｘ、
Ｙ及びＺ軸上でワイヤー２４で形成されるべきループの
先端へと上昇することが示されている。該上昇高さは、
与えられたワイヤー２４の２つの接合箇所の間のプログ
ラミングされた後退ステップ距離、及び値にプログラミ
ングされたワイヤーループ高さに依存するものである。In FIG. 12, the bonding head is X,
It is shown to rise to the tip of the loop to be formed by wire 24 on the Y and Z axes. The rising height is
It depends on the programmed retract step distance between two joints of a given wire 24 and the wire loop height programmed to a value.
【００５１】図９に似た図１３は、ボンダーが第２の接
合探索高さへと降下していることを示す。FIG. 13, which is similar to FIG. 9, shows that the bonder is descending to the second joint search height.
【００５２】図１４は第２の接合に対するものであり、
図１０と同様の動作を示している。FIG. 14 is for the second joint,
It shows the same operation as in FIG.
【００５３】図１５は、送りモータ５３が、ワイヤーを
切断するために、クランプつめ２１を伴うワイヤークラ
ンプアセンブリ１６６を後方に動かした直後の状態を示
している。これは、クランプつめ２１がまだワイヤー２
４を保持し、切断している状態として示されている。該
動作はプログラミング可能である。FIG. 15 shows the condition immediately after the feed motor 53 has moved the wire clamp assembly 166 with the clamp pawl 21 rearward to cut the wire. This is because the clamp claw 21 is still a wire 2.
4 is shown as held and disconnected. The operation is programmable.
【００５４】図１７は図１５に示された切断されたワイ
ヤーの詳細を示す。FIG. 17 shows details of the cut wire shown in FIG.
【００５５】図１６は、全てのボンドヘッドが、他の接
合を開始するため又は他のＺ軸又はＹ軸方向の位置へと
移動するために、原点位置まで上方へ後退移動した後、
トランスデューサ支持ブロック３１が再び持ち上げられ
ることを示す。FIG. 16 shows that after all bond heads have retracted upwards to the origin position in order to initiate another bond or to move to another Z-axis or Y-axis position,
It shows that the transducer support block 31 is lifted again.
【図１】図１は本発明に係るボンディングヘッドの一例
の側面図である。FIG. 1 is a side view of an example of a bonding head according to the present invention.
【図２】図２は図１のボンディングヘッドの正面図であ
る。FIG. 2 is a front view of the bonding head of FIG.
【図３】図３は図２の内部が見えるように部品の一部を
取り除いた正面図である。FIG. 3 is a front view with some parts removed so that the inside of FIG. 2 can be seen.
【図４】図４は図２の３−３線の方向から見た断面につ
いて、ブラケットを取り除き部品を露出させた断面図で
ある。FIG. 4 is a cross-sectional view of the cross-section seen from the direction of line 3-3 of FIG. 2 with the bracket removed and the components exposed.
【図５】図５は図１と同様の図で内部が見えるように部
品の一部を取り除いた側面図である。5 is a view similar to FIG. 1 with a part of the components removed so that the inside can be seen. FIG.
【図６】図６はワイヤーボンディングを行うための機能
的動作及びコマンドの一例のブロック図である。FIG. 6 is a block diagram of an example of functional operations and commands for performing wire bonding.
【図７】図７はホストコンピュータとワイヤーボンダー
に内蔵されたコンピュータの接続状態の一例のブロック
図である。FIG. 7 is a block diagram of an example of a connection state between a host computer and a computer incorporated in a wire bonder.
【図８】図８は原点位置でのボンダーのボンディングヘ
ッドを示す。FIG. 8 shows the bonding head of the bonder at the origin position.
【図９】図９は探索高さへ降下しているボンディングヘ
ッドを示す。FIG. 9 shows the bonding head descending to the search height.
【図１０】図１０は接合の準備がなされたワークに触れ
ているボンディングツールを示す。FIG. 10 shows a bonding tool touching a workpiece prepared for bonding.
【図１１】図１１はワイヤーボンディングツールがワー
ク表面を離れ、ワイヤーが表面に接合されている状態を
示す。FIG. 11 shows the wire bonding tool leaving the work surface and the wire bonded to the surface.
【図１２】図１２はワイヤーを支持しそこからワイヤー
のループをつくるために上昇しているボンダーを示す。FIG. 12 shows a bonder raised to support a wire and create a loop of wire therefrom.
【図１３】図１３は第２の接合探索高さへ降下している
ボンダーを示す。FIG. 13 shows the bonder descending to a second joint search height.
【図１４】図１４は第２の接合を行っている状態を示
す。FIG. 14 shows a state where the second joining is performed.
【図１５】図１５は接合された後のワイヤーの切断状態
を示す。FIG. 15 shows a cut state of the wire after being joined.
【図１６】図１６は他の接合を準備するため上昇してい
るボンディングヘッドを示す。FIG. 16 shows the bonding head raised to prepare another bond.
【図１７】図１７は図１５のワイヤーの切断箇所を拡大
した図である。FIG. 17 is an enlarged view of a cut portion of the wire in FIG.
１２ マイクロプロセッシングユニット（ＭＰＵ） ２０ ボンディングツール ２１ クランプ ２４ ワイヤー ２５ ワーク表面 ２６ アーム ２７ アーム ３０ Ｈ型リンク ３１ トランスデューサ支持ブロック ３２ トランスデューサ ３６ ポジションセンサ ３７ リニアモータ ５３ ステッピングモータ ５４ 回転型送りカム ５５ 光学式センサ ６１ ケーブル ６２ 送りカム ６３ ステッピングモータ ６５ 原点位置センサ １６２ シャッター １６４ 光学式センサ ２００ シャッター ３００ ＭＰＵボード 12 Micro Processing Unit (MPU) 20 Bonding Tool 21 Clamp 24 Wire 25 Work Surface 26 Arm 27 Arm 30 H-type Link 31 Transducer Support Block 32 Transducer 36 Position Sensor 37 Linear Motor 53 Stepping Motor 54 Rotary Feed Cam 55 Optical Sensor 61 Cable 62 Feed cam 63 Stepping motor 65 Home position sensor 162 Shutter 164 Optical sensor 200 Shutter 300 MPU board
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 596095529 2300 Ｍａｉｎ Ｓｔｒｅｅｔ，Ｓｅｃｔ ｉｏｎ Ｂ Ｉｒｖｉｎｅ，Ｃａｌｉｆｏ ｒｎｉａ 92714−6223 Ｕ．Ｓ．Ａ. ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (71) Applicant 596095529 2300 Main Street, Section B Irvine, California 92714-6223 U.S.A. S. A.
Claims (33)
る部材上を上下に動作するように支持されたワイヤーボ
ンディングヘッドであって、 ワイヤーボンディングツールと、 下方の表面にワイヤーを超音波的に接合するための前記
ワイヤーボンディングツールの超音波的駆動手段と、 接合されるべきワイヤーに対して前記ボンディングツー
ルを押しつける手段、 前記ボンディングツールへワイヤーを供給する手段と、 ワイヤーをクランプし保持する手段と、 前記ワイヤーをクランプし、ワイヤーを供給する手段を
制御するために前記ボンディングヘッドに取付られたプ
ロセッシングユニットと、を備えたことを特徴とする前
記ワイヤーボンディングヘッド。1. A wire bonding head that is supported so as to move up and down on a member that moves in the Z-axis direction of the bonding head, the wire bonding tool and a wire being ultrasonically bonded to the lower surface. Ultrasonic drive means for the wire bonding tool for, means for pressing the bonding tool against the wire to be joined, means for supplying the wire to the bonding tool, means for clamping and holding the wire, A processing unit attached to the bonding head for clamping the wire and controlling the means for supplying the wire.
ッピングモータを更に備えたことを特徴とする請求項１
に記載のワイヤーボンディングヘッド。2. The means for clamping the wire further comprises a stepping motor.
Wire bonding head according to.
ングモータを更に備えたことを特徴とする請求項１に記
載のワイヤーボンディングヘッド。3. The wire bonding head according to claim 1, wherein the means for supplying the wire further includes a stepping motor.
手段を更に備えたことを特徴とする請求項１に記載のワ
イヤーボンディングヘッド。4. The wire bonding head according to claim 1, further comprising means for cutting the wire after the bonding is performed.
する手段が、ワイヤーを保持するためのつめを形成する
一対のアームを備えたことを特徴とする請求項４に記載
のワイヤーボンディングヘッド。5. The wire bonding head according to claim 4, wherein the means for cutting the wire and supplying the wire includes a pair of arms forming pawls for holding the wire.
り合う点の回りに回動可能に取付られた該つめを形成す
る少なくとも１つのアームを、前記つめが有することを
特徴とする請求項５に記載のワイヤーボンディングヘッ
ド。6. The pawl has at least one arm forming the pawl rotatably mounted about a point adjacent to one of the pair of arms of the pawl. Item 5. The wire bonding head according to item 5.
前記プロセッシングユニットに接続された前記ステッピ
ングモータの位置を決定する検知手段と、を更に備えた
請求項６に記載のワイヤーボンディングヘッド。7. The method according to claim 6, further comprising: one stepping motor; and a detection unit that determines a position of the stepping motor connected to the processing unit on the bonding head to open and close the pawl. The described wire bonding head.
前記シャッターの動作に応答する光学式センサと、を備
えたことを特徴とする請求項７に記載のワイヤーボンデ
ィングヘッド。8. The detection means is in a relationship of being connected to a shutter mounted on the stepping motor and the processing unit.
The wire bonding head according to claim 7, further comprising an optical sensor responsive to the operation of the shutter.
続されたカムフォロアと接続された、前記ステッピング
モータに装着されたカムによって、該つめが開閉するこ
とを特徴とする請求項７に記載のワイヤーボンディング
ヘッド。9. The pawl of claim 7, wherein the pawl is opened and closed by a cam mounted on the stepping motor, which is connected to a cam follower connected to the pawl to open and close the pawl. Wire bonding head.
供給し切断する動作手段のためのカムフォロアを有する
ステッピングモータを更に備えたことを特徴とする請求
項４に記載のワイヤーボンディングヘッド。10. The wire bonding head according to claim 4, further comprising a stepping motor having a connected cam and a cam follower for operating means for supplying and cutting the wire.
されるべきワークの上に該ワイヤーと共に前記つめを動
かすために該つめに接続された回転用ブラケットとを更
に備えたことを特徴とする請求項１０に記載のワイヤー
ボンディングヘッド。11. The cam follower and a rotating bracket connected to the pawl for moving the pawl with the wire over the work to which the wire is to be joined. Wire bonding head according to.
ンピュータに接続された前記プロセッシングユニットに
接続された前記ステッピングモータの動作を決定するた
めの検知手段を更に備えたことを特徴とする請求項１１
に記載のワイヤーボンディングヘッド。12. The method according to claim 11, further comprising detection means for determining an operation of the stepping motor connected to the processing unit connected to a host computer to control a joining operation.
Wire bonding head according to.
シャッターと、 前記プロセッシングユニットに接続された前記シャッタ
ーの動作を検知するための光学式センサと、を備えたこ
とを特徴とする請求項１２に記載のワイヤーボンディン
グヘッド。13. The shutter according to claim 12, further comprising a shutter connected to the stepping motor, and an optical sensor connected to the processing unit to detect an operation of the shutter. Wire bonding head.
向での動作を得るために支持されたワイヤーボンディン
グヘッドにおいて、 下方の表面にワイヤーを接合するためのワイヤーボンデ
ィングツールと、 接合されるべきワイヤーと関係のある前記ワイヤーボン
ディングツールを保持する手段と、 前記ワイヤーボンディングツールにワイヤーを供給し、
接合がなされた後該ワイヤーを切断する手段と、 ワイヤーを供給し、ワイヤーを切断する前記手段に接続
されたステッピングモータと、を備えたことを特徴とす
る前記ワイヤーボンディングヘッド。14. A wire bonding head supported to obtain movement in the Z-axis and rotational axis directions relative to a lower surface, a wire bonding tool for bonding a wire to the lower surface, Means for holding the wire bonding tool in relation to the wire to be fed, supplying the wire to the wire bonding tool,
The wire bonding head, comprising: a means for cutting the wire after joining is performed; and a stepping motor connected to the means for supplying the wire and cutting the wire.
る前記手段が、前記ステッピングモータにより動作する
回転型リンクを備えたことを特徴とする請求項１４に記
載のワイヤーボンディングヘッド。15. The wire bonding head according to claim 14, wherein the means for supplying the wire and cutting the wire includes a rotary type link operated by the stepping motor.
続され、当該カムフォロアが前記ステッピングモータに
接続されたカムにより動作することを特徴とする請求項
１５に記載のワイヤーボンディングヘッド。16. The wire bonding head according to claim 15, wherein the rotary link is connected to a cam follower, and the cam follower is operated by a cam connected to the stepping motor.
する検知手段を更に備えたことを特徴とする請求項１６
に記載のワイヤーボンディングヘッド。17. A detection means for detecting the operation of the stepping motor is further provided.
Wire bonding head according to.
タに接続されたシャッターと関係する光学式センサーを
備えたことを特徴とする請求項１７に記載のワイヤーボ
ンディングヘッド。18. The wire bonding head according to claim 17, wherein the detecting means includes an optical sensor associated with a shutter connected to the stepping motor.
めに前記ボンディングヘッドに装着されたプロセッシン
グユニットを更に備えたことを特徴とする請求項１４に
記載のワイヤーボンディングヘッド。19. The wire bonding head of claim 14, further comprising a processing unit mounted on the bonding head to control the stepping motor.
プロセッシングユニットと、該ステッピングモータを制
御するための前記検知手段を更に備えたことを特徴とす
る請求項１７に記載のワイヤーボンディングヘッド。20. The wire bonding head according to claim 17, further comprising a processing unit connected to the stepping motor, and the detection means for controlling the stepping motor.
ためのボンディングヘッドにおいて、 ボンディングツールと、 ワイヤーを前記構成要素に接合するための前記ボンディ
ングツールを音波で動作させる手段と、 前記ボンディングツールに近接したワイヤーをクランプ
する手段と、 前記クランプする手段を作動させるために該クランプす
る手段に接続されたステッピングモータと、を備えたこ
とを特徴とする前記ワイヤーボンディングヘッド。21. A bonding head for bonding a wire to an electrical component, a bonding tool, means for sonicating the bonding tool for bonding the wire to the component, and a proximity to the bonding tool. And a stepping motor connected to the clamping means for actuating the clamping means.
カムを備えた前記クランプする手段を動作させる手段
と、 前記クランプする手段と接続された関係にあるカムフォ
ロアと、を更に備えたことを特徴とする請求項２１に記
載のワイヤーボンディングヘッド。22. The method further comprising: a means for operating the clamping means having a cam connected to the stepping motor, and a cam follower in a relationship connected to the clamping means. Item 22. The wire bonding head according to item 21.
する手段と、 該ステッピングモータの動作を制御するための動作を検
知する前記手段に接続されたプロセッシングユニット
と、を更に備えたことを特徴とする請求項２２に記載の
ワイヤーボンディングヘッド。23. The method further comprising means for detecting the operation of the stepping motor, and a processing unit connected to the means for detecting the operation for controlling the operation of the stepping motor. Item 23. The wire bonding head according to item 22.
ャッターと関係する光学式センサーと、を備えたことを
特徴とする請求項２３に記載のワイヤーボンディングヘ
ッド。24. The means for detecting the operation comprises a shutter connected to the stepping motor, and an optical sensor associated with the shutter for detecting the operation of the stepping motor. The wire bonding head according to claim 23, which is characterized in that.
ことを特徴とする請求項２４に記載のワイヤーボンディ
ングヘッド。25. The wire bonding head according to claim 24, wherein the means for clamping the wire comprises two arms forming a pawl, and one of the arms rotates to open and close the pawl. .
るボンディングヘッドを含む、超音波的にワイヤーを接
合する方法であって、 ワイヤーを接合するために超音波エネルギー源に接続さ
れたボンディングツールを提供し、 ワイヤーをクランプし、ワイヤーを供給し、接合された
ワイヤーを切断するための手段を提供し、 ボンディングヘッド上のプロセッシングユニットによっ
てワイヤーをクランプし、供給し、切断する該手段を制
御する、ことを特徴とする前記方法。26. A method of ultrasonically bonding a wire, comprising a bonding head operating in the Z-axis direction with respect to a lower surface, the bonding being connected to an ultrasonic energy source for bonding the wire. Provides tools, clamps wires, supplies wires, provides means for cutting bonded wires, and controls the means for clamping, supplying, and cutting wires by a processing unit on the bonding head The method described above.
によりワイヤーをクランプし、供給し、切断する前記手
段を動作させることを更に含んだことを特徴とする請求
項２６に記載の方法。27. The method of claim 26, further comprising operating the means for clamping, feeding and cutting the wire with at least one stepper motor.
プし、 前記少なくとも１つのステッピングモータと接続された
カムと、前記つめと接続された関係にあるカムフォロア
とによって該つめを動作させる、ことを更に含んだこと
を特徴とする請求項２７に記載の方法。28. The method further comprising clamping the wire with a pair of pawls and operating the pawls with a cam connected to the at least one stepping motor and a cam follower in a connected relationship with the pawls. 28. The method of claim 27, wherein
ータによる前記手段を回転させることによりワイヤーを
供給し、ワイヤーを切断する前記手段を動作させること
を更に含んだことを特徴とする請求項２６に記載の方
法。29. The method of claim 26, further comprising supplying the wire by rotating the means by the at least one stepper motor and operating the means for cutting the wire. .
手段に接続されたプロセッシングユニットと、 前記プロセッシングユニットによりワイヤーを供給し、
切断する該手段を制御する、ことを更に含んだことを特
徴とする請求項２６に記載の方法。30. A processing unit connected to the means for supplying and cutting the wire, and supplying the wire by the processing unit,
27. The method of claim 26, further comprising controlling the means for cutting.
方法であって、 ワイヤーボンディングツールを用いたワイヤーボンディ
ングヘッドを提供し、 前記ワイヤーボンディングヘッドと接続されたつめを形
成する一対のアームを提供し、 前記つめにより保持されたワイヤーを供給し、 前記ワイヤーを下方の構成要素に超音波的に接合し、 前記つめに接続されたステッピングモータによって該つ
めを動作させ、 プロセッシングユニットによって前記つめに接続された
該ステッピングモータを制御すること、を特徴とする前
記方法。31. A method of joining a wire to an electrical component, the method comprising: providing a wire bonding head using a wire bonding tool; and providing a pair of arms forming a pawl connected to the wire bonding head. Supplying a wire held by the pawl, ultrasonically bonding the wire to a lower component, operating the pawl by a stepping motor connected to the pawl, and connecting the pawl to a pawl by a processing unit. Controlling the stepping motor.
２の接合をおこない、 前記ステッピングモータに反応
して動作する前記つめによって前記ワイヤーを切断す
る、ことを更に含んだことを特徴とする請求項３１に記
載の方法。32. The method according to claim 31, further comprising: performing a second bonding with the wire bonding tool, and cutting the wire by the pawl that operates in response to the stepping motor. the method of.
ユニットにより制御される少なくとも２つのステッピン
グモータにより該つめを開閉させることを更に含んだこ
とを特徴とする請求項３１に記載の方法。33. The method of claim 31, further comprising operating the pawl and opening and closing the pawl with at least two stepping motors controlled by a processing unit.
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